Teoria fizică, metoda științifică și prejudiciul făcut

Știința nu ar trebui să fie rapidă, dar, pe măsură ce progresul se accelerează, se poate simți de fapt că ritmul descoperirii încetinește - în special în ceea ce privește fizica. Deoarece a devenit obișnuit ca fizicienii să dezvolte teorii pe care nici o tehnologie existentă nu le poate testa, practica fizicii a rămas în urma burselor - în orice măsură este posibil - alocarea de resurse pentru experimentare a devenit dificilă.

Copilul posterului (care cumpără acest poster?) Pentru decalajul dintre teorie și experiment este teoria corzilor, care nu a fost contrazisă, dar pe care unii experți spun că nu pot fi testabili deloc. Pentru oamenii de știință, care pot susține succesul dovedind sau respingând ipoteze, acesta este scenariul cel mai grav. Acesta este motivul pentru care oamenii de știință vorbesc: săptămâna trecută, un cadre de fizicieni și filosofi s-au adunat la München pentru a discuta despre această problemă la o conferință intitulată "De ce să ai încredere în o teorie?".

Lucrurile au fost încălzite surprinzător.

Unul dintre organizatorii conferinței, Richard Dawid, susține că fizicienii pot confirma o teorie fără experiment, atrăgând, spre exemplu, puterea explicativă, coerența internă sau absența concurenților viabili. Nu veți fi surprins să aflați că ceilalți nu sunt de acord. George Ellis și Joe Silk au publicat un comentariu în Natură numita "Apără integritatea fizicii", în care au susținut că abordarea lui Dawid subminează științele fizice. Singura modalitate de a testa o teorie, spun ei, este să o punem la experiment.

Sabine Hossenfelder, cercetător la Institutul de Studii Avansate din Frankfurt și bloggerul din spatele lui Backreaction, este de acord cu Ellis și Silk. Hossenfelder lucrează în fenomenologia cuantică a gravitației, ceea ce înseamnă că ea caută predicții experimentale testabile ale teoriilor gravitației cuantice. Invers a vorbit cu ea despre teorii, experimente și cum să scoată fizica din buruieni și să se întoarcă la drum.

Ați fost foarte vocal cu privire la criticile unui experiment recent, Holometrul lui Fermilab, pe motiv că experimentul nu a fost susținut de teorie, că am știut din timp că experimentul nu ar găsi nimic. Care este relația corectă dintre teorie și experiment?

Problema este următoarea: lucrez mai ales în gravitatea cuantică, care este unul dintre domeniile fizicii pe care aș numi fizica fundamentală. Acestea sunt domeniile care se ocupă de structura timpului spațial, de ce este vorba și de originea universului. Și ceea ce sa întâmplat în ultimul secol, nu atât de surprinzător, este că toate lucrurile ușoare au fost făcute.

Dar este cu adevărat aici, unde doriți să împingeți frontierele teoriilor voastre, unde problema este acum. Pentru că ceea ce sa întâmplat este că veți obține acest mare decalaj între experiment și teorie. Teoreticienii au o mulțime de libertate, iar experimentaliștii nu știu cu adevărat ce să facă. Deci, cum faceți progrese într-o zonă ca aceasta?

Ei bine, trebuie să fii foarte clar despre cât de mult poți să ai încredere în teoria ta, pentru că ai nevoie de teorie pentru a spune experimentatorului unde să se uite. Aveți nevoie de teorie pentru a identifica cele mai promițătoare teste. Pentru că atunci trebuie să investim o mulțime de bani și să construim un experiment care ar putea dura zeci de ani.

Deci, unde intră Holometrul? Puteți întreba același lucru despre Holometru: A fost promițător să faceți acest experiment deoarece am avut încredere în unele teorii că am putea găsi ceva cu el? Iar răspunsul este: Nu, nu a existat nicio indicație.

Acum acest experiment nu a costat miliarde. Înțelegerea mea este că este vorba, în primul rând, de creșterea preciziei posibile în astfel de măsurători, și aceasta este o realizare de la sine. Nu am nici o problemă cu asta. Dar ideea că prin aceasta ați putea testa gravitatea cuantică a fost de la început prostii și toți cei care lucrează la fenomenologia gravitării cuantice știau acest lucru.

Se pare că procesul idealizat de revizuire de tip peer sau procesul idealizat de verificare a experimentelor științifice ar împiedica acest lucru să se întâmple într-o lume perfectă.

Da, într-o lume perfectă. Dar, în realitate, rahatul se întâmplă întotdeauna. Totuși, evaluarea de la egal la egal este cea mai bună pe care o avem. Nu spun că nu este nimic în neregulă cu evaluarea de la egal la egal, spun că problemele cu evaluarea reciprocă sunt aspecte organizaționale. În principiu, acestea ar putea fi fixate. Evaluarea de către colegi este încă un lucru bun care conduce știința, deoarece este singurul criteriu pe care îl avem - altul decât judecata prin natura, desigur. Dar când vine vorba de dezvoltarea teoretică - înainte ca natura să-și facă aprecierea - evaluarea de tip peer este singura modalitate prin care puteți sorta binele de cel rău. Când vine vorba de dezvoltarea unei noi teorii, trebuie să întrebați experții: "Este această teorie compatibilă cu tot ce știm despre natură?"

Și când vorbești despre experimente care ar putea costa grămezi mari de bani, devine și mai importantă.

Așa că, cu Hogan, a fost Fermilab și au avut probabil un motiv. Nu este o sumă mare de bani. Dar acum că se duce în jur și spune că am testat principiul holografic, asta mă înfurie cu adevărat, pentru că într-adevăr nu are nimic de-a face cu gravitatea cuantică. Din perspectiva mea, ea aruncă și o lumină proastă asupra întregului câmp de gravitație cuantică fenomenologică, unde oamenii încearcă de fapt să testeze aceste lucruri. Am lucrat la asta de mult timp și acum încerc să scap de ea pentru că nu am putut obține finanțare. Deci așa funcționează pentru oamenii obișnuiți ca mine.

Problema holometrului pare a fi un experimentar fără o teorie. Dar, în unele cazuri, aveți și problema inversă, nu neapărat pentru lipsa de încercare, dar aveți și teoreticieni fără perspective experimentale clare. Cred că descrieți această problemă pe măsură ce fizicienii devin "pierduți în matematică". Vă înțeleg corect?

Aș putea interpreta acest lucru în felul acesta. Dar ceea ce mă refer la "pierdut în matematică" este mai mult: Fizicienii s-au concentrat foarte mult pe câteva posibilități teoretice atunci când vine vorba de teoria gravitației cuantice sau de unificare. Este același lucru cu materia întunecată. Și de-a lungul drumului au renunțat la multe alte posibilități. Fizicienii fac o mulțime de ipoteze pe care le folosesc în dezvoltarea teoretică, pe care nu le scriu în mod explicit. Iar aceștia devin "pierduți în matematică".

Ceea ce vreau să spun este că alegerea teoriei este influențată de o mulțime de criterii care nu sunt recunoscute în mod explicit. Exemplele din mintea mea sunt cele ale naturii, simplității și frumuseții. Acestea sunt toate criteriile care sunt folosite în practică, dar apoi se transformă în cerințe matematice și oamenii uită că este o alegere, că acestea erau ipoteze pe care trebuie să le testați.

Luați acest exemplu de naturalitate. Argumentul este că, oricare ar fi teoria, nu ar trebui să aibă niciun parametru care să fie nici foarte mare, nici foarte mic, deoarece nu pare natural. Cred că eo prostie totală.

Vreau să spun, natura nu-ți pasă de așteptările tale.

Dreapta. E o idee buna. De asemenea, natura nu-i pasă de ceea ce descoperiți frumos. De ce? De ce ar trebui să îngrijească natura? Când oamenii îmi spun: "Îmi place această teorie, pentru că este atât de elegantă", eu sunt ca, "Și ce?"

Cu Holometrul, obținem ani de acoperire a unor lucruri care, în final, probabil nu testează nimic. Cu toate acestea, pentru că are o astfel de premisă atrăgătoare, jurnaliștii se vor arunca la el. Ce ar putea jurnaliștii din domeniul științei să facă într-un fel să se răcească puțin și să trateze știința mai mult, așa cum este, de fapt, decât ca un fel de spectacol TV fantezist?

În cazul Holometrului ar fi fost foarte ușor, pentru că cred că oamenii au repetat ceea ce se afla în comunicatul de presă din locul care a finanțat experimentul. Deci, ce vă așteptați? Vă așteptați ca acest lucru să fie obiectiv? Vreau să spun, cel puțin ar trebui să te duci și să întrebi pe cineva de pe teren ce cred despre acest experiment. În acest caz, a fost incredibil de neglijent ca jurnaliștii să repete acest lucru.

În general, cred că este dificil, în unele cazuri, chiar să dau seama ce spun oamenii de știință. Este foarte dificil pentru cineva care nu lucrează cu adevărat să înțeleagă ce este adevărat, ceea ce este ușor îndoit și ceea ce este un nonsens total.Dar multe dintre acestea sunt conduse de presiune. Există presiuni temporale, iar apoi trebuie să vândă, deci trebuie să veniți cu un titlu mare.

Și așa știința din presă se transformă într-un câmp de cunoaștere încetinitor, progresiv treptat, în acest lucru, în care descoperirile se întâmplă la fiecare două zile și înțelegerea fundamentală a universului este răsturnată la fiecare două luni, deci aici este această poveste minunată despre. Mintea ta e suflată.

Mintea mea a fost suflată de atâtea ori că nu mai știu ce să mai spun despre asta.